第一篇：污泥處理處置技術的研究進展

污泥處理處置技術的研究進展-中水回用

摘 要：隨著我國污水處理技術的不斷發展，在污水處理量與日俱增的同時也使得剩余污泥量不斷增加，這些污泥如果不進行處理是不允許直接排放到外界環境中，因此對剩余污泥必須要進行無害化、減量化、資源化和穩定化的處理，在選擇污泥處理處置技術之時要充分考慮技術可行性、經濟可行性以及生態可行性，當前污泥處理處置技術正處于不斷的發展過程中，在可以達到污泥處理處置目的的同時，如何降低其投資和運行成本成為當前污水處理領域討論的熱點問題。文章介紹了傳統的污泥處理處置技術，并對幾種的新型污泥處理處置技術進行討論。

關鍵詞：污泥；處理處置技術；研究進展

前言

當前在污水處理技術中，活性污泥法是應用最為廣泛的技術，其對脫氮除磷具有非常好的效果，同時在應用活性污泥法時的污泥產生量非常大，在工藝路線中，一部分污泥回流到曝氣池參與生物反應，而剩余的污泥或齡期較長的污泥則需要從污水處理構筑物中排除，這些剩余污泥必須要經過適當的處理處置，使之無害化、減量化、資源化和穩定化，便于進一步的處置。一般來講污泥處理處置投資和運行的成本非常大，最高可占到整個污水處理廠的投資和運行費用的50%以上，因此在可以達到污泥處理處置目的的同時，如何降低其投資和運行成本成為當前污水處理領域討論的熱點問題。傳統的污泥處理處置技術

1.1 傳統污泥處理技術

1.1.1 好氧、厭氧消化技術

好氧、厭氧消化就是利用好氧微生物和厭氧微生物對污泥中的有機成分進行氧化分解的過程，經過好氧消化處理的污泥性質非常穩定，效果較好，但是缺點是好氧消化工藝的運行成本和維護費用較高，因此在我國污水處理廠中應用空間已經越來越小。污泥經過厭氧消化后性質也較為穩定，而且可以將處理后的污泥以能源的方式進行部分回收利用，因此是資源化的重要體現，然而厭氧消化后的污泥含水率較高，需要進行進一步脫水，因此還需額外投資脫水設備。

1.1.2 濕式氧化法

濕式氧化法是采用物理化學的方法，是將剩余污泥置于高壓反應容器中，向容器內通入高壓空氣，使反應器壓力達到1-20MPa，以空氣中的氧氣作為氧化劑，然后在300℃左右的高溫下進行的氧化反應，可將液相的有機物質充分氧化分解為二氧化碳、水或小分子有機物，氧化反應較為完全，可用于高低濃度的污泥處理，處理效果十分顯著，但由于高溫高壓反應對設備的要求較高，因此就增加了投資、運行和維護的費用，一般只用于投資規模較大的污水處理廠污泥處理。

1.2 傳統污泥處置方法

常用的污泥處置方法有衛生填埋、焚燒、海洋傾倒、土地利用等。

1.2.1 衛生填埋

衛生填埋可以使處理后的污泥與地面環境有效隔離，并且處置成本較低，但是污泥的濾液可能會滲入地下水層，造成地下水的污染。

1.2.2 焚燒處置

焚燒的過程可將污泥轉化為無機物，體積大為減小，同時可有效殺滅污泥中的細菌，但是在焚燒的過程中會產生二氧化硫、二惡英等氣體，對空氣造成嚴重的污染，隨著國家對空氣環境質量重視程度越來越高，使得焚燒處置污泥的方法會逐漸被淘汰。

1.2.3 海洋傾倒

海洋傾倒就是將處理后的污泥直接作為垃圾傾倒入海洋中，因此處置方式比較簡單，處置費用較低，但海洋的自凈能力畢竟有限，隨著污泥數量的急劇增加，使得海洋傾倒會對海洋的生態環境造成越來越嚴重的影響，因此這種處置方法已經不被提倡。

1.2.4 土地利用

經過適當的處理后，污泥中會含有大量的營養成分可微量元素，可用于農業、林業用地土壤的肥料，從而實現費用利用，然而由于污泥中還可能同時存在重金屬、放射性元素、多氯芳烴等等難于降解的有害物質，如果進入土壤中就有可能造成對土壤的污染，進而對農作物、林木造成污染，因此在將污泥土地利用處置之前一定要保證其無害化。新型的污泥處理處置技術

2.1 超聲波處理技術

超聲波在水中產生的效應非常復雜，在一些清洗的領域已經普遍用超聲波技術收到了良好的效果，而實踐證明在污泥處理中應用超聲波技術可取得較好的效果，其作用原理是：中低頻的超聲波在污泥的水相中可產生強力脈沖，從而制造局部的高溫和高壓條件，并同時產生超高速射流，在這樣的極限條件下污泥中的絲狀菌等微生物以及有機物的結構被破壞，防止污泥膨脹的發生，使污泥的脫水性大幅提高，經過脫水處理后使污泥達到穩定化、減量化和無害化的目的。在用超聲波技術處理污泥時，可根據實際情況調整超聲波的聲能密度以及超聲時間，不斷優化處理條件，從而達到最佳處理效果。由于超聲波污泥處理技術的能耗較大，且聲能量利用效率不高，因此在一定程度上阻礙了其進一步應用，然而由于超聲波對污泥的處理效果顯著，使其仍然具有較好的應用前景，當前一般用超聲波與其他處理技術聯合使用，可降低運行成本，并保證污泥的處理效果。

2.2 原位減量技術

如前文所述，在活性污泥水處理過程中產生大量的污泥，在對這些污泥進行處理處置的過程中會耗費大量的物力財力，因此如果能夠降低污泥的產量，使其在污泥水處理工藝的過程中就對污泥進行減量化處理處置，就會大大降低后續處理處置的費用。目前最為常用的污泥原位減量技術是利用微生物對污泥進行捕食和消化，使水處理反應器內的食物鏈增長，從而使污水環境內可用于合成生物體的能量大為減少，從而達到降低污泥產量的目的，可利用的微生物有纖毛蟲、鞭毛蟲、變形蟲等原生微生物和線蟲、輪蟲等后生微生物，實踐證明在原活性污泥水處理工藝中引入各種微生物后，活性污泥的產量僅是之前產量的30%左右，而且整個過程不需要另外投入處理處置設施，且免維護，投資和運行成本相當低，不影響水處理效果。結束語

綜上所述，污泥處理處置技術正處在不斷發展的過程中，對于污泥的處理與處置，不外乎兩種方式，一是對系統產生的污泥進行末端處理，使其達到減量化、無害化、穩定化和資源化等目的，二是在污水處理的原位進行減量的方法，使污泥在源頭上進行處理，減少污泥排放量，因此，將這兩種污泥處理處置的方式聯合使用，首先使污泥產生量減少，剩余的少量污泥可進行末端處理，可取得較好的效果，應當是未來污泥處理處置技術發展的一個方向。

參考文獻

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第二篇：第十章 污泥處理和處置

第十章 污泥的處理、處置

10.1 污泥的來源、性質、數量 10.2 污泥處理處置的方法

10.2.1 污泥濃縮 10.2.2 污泥的穩定 10.3 污泥的脫水和調理

10.3.1 脫水性能的評價指標 污泥比阻擴展閱讀

10.3.2 污泥的脫水設備 10.4 污泥的處置

第十章 污泥的處理、處置

前面我們看到，進水中含有的懸浮物，在前處理或預處理得到去除，如格柵、篩網、物理沉淀、氣浮處理中分離會產生污泥。混凝處理要加入混凝劑來去除細小的SS或膠體顆粒也產生大量的污泥。化學沉淀去除可以形成化學沉淀的許多陽離子和陰離子，也會產生污泥。生物法去除BOD、氮、磷等其它污染物，一部分污染物被同化形成生物性污泥。生物性污泥來自二沉池、濃縮池或消化池，或來自許多的生物反應池。這些污泥含水率都很高。這些污泥中某些成分有利用價值需要回收利用。有些污泥的有用成分因為回收的成本太高，而作為固體廢物，如果不妥善處理就會對環境造成不利影響。不管怎樣都需要妥善處理，防止產生二次污染。

污泥處理原則是“減量化、無害化、穩定化和資源化”，歐洲國家目前污泥的主要處置方式為農用、填埋和焚燒。衛生填埋操作相對簡單，投資費用較小，處理費用較低，適應性強。但是其侵占土地嚴重，如果防滲技術不夠，將導致潛在的土壤和地下水污染。污泥衛生填埋始于20世紀60年代，污泥填埋是歐洲特別是希臘、德國、法國在前幾年應用最廣的處置工藝。由于滲濾液對地下水的潛在污染和城市用地的減少等，對處理技術標準要求越來越高（例如德國從2000年起，要求填埋污泥的有機物含量小于5％），許多國家和地區甚至堅決反對新建填埋場。1992年歐盟大約40％的污泥采用填埋處置，近年來污泥填埋處置所占比例越來越小，例如英國污泥填埋比例由1980年的27％下降到2005年的6%。美國的污泥的主要處置方法是循環利用，而污泥填埋的比例正逐步下降，美國許多地區甚至已經禁止污泥土地填埋。據美國環保局估計，今后幾十年內美國6500個填埋場將有5000個被關閉。近年來，隨著污泥農用標準（如合成有機物和重金屬含量）日益嚴格的趨勢，許多國家，如德國、意大利、丹麥等污泥農用的比例不斷降低。

發達國家污泥焚燒的比例非常高。以焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，這是因為焚燒法與其它方法相比具有突出的優點：

（1）焚燒可以使剩余污泥的體積減少到最小化，因而最終需要處置的物質很少，焚燒灰可制成有用的產品，是相對比較安全的污泥處置方式。（2）焚燒處理污泥處理速度快，不需要長期儲存。（3）污泥可就地焚燒，不需要長距離運輸。

（4）可以回收能量，用于污泥自身的干化或發電、供熱，相應降低污泥處理成本。（5）能夠使有機物全部燃盡，殺死病原體。

污泥焚燒處置雖然一次性投資高，但由于它具有其它工藝不可替代的優點，特別是在污泥的減量化、無害化、節約土地資源和節能等方面，因此成為污泥最終出路的解決方法。

自1962年德國率先建議并開始運行了歐洲第一座污泥焚燒廠以來，焚燒的污泥量大幅度增加。目前德國共有39家污泥焚燒廠，其中10家混燒城市廢棄物，20家焚燒城市污水污泥，另9家焚燒工業污泥。70％的焚燒爐為鼓泡流化床。污泥含水率在45％～80％間。在柏林自1985年來運行著歐洲最大的流化床污泥焚燒爐，處理75％水分的污泥15t/h。在國外，特別是西歐和日本采用焚燒法已得到了廣泛的應用，在日本，污泥焚燒處理已經占污泥處理總量的60％以上，現在日本規模較大的污水處理廠都采用焚燒法處理污泥。2005年歐盟采用焚燒處理污泥的比例提高到了38%。

污泥焚燒被分為直接焚燒和干化后焚燒兩種。（1）直接焚燒

污泥的直接焚燒是將高濕（含水率80%~85%）污泥在輔助燃料作用下，直接在焚燒爐內焚燒。由于污泥含水量大、熱值低，需要消耗大量的輔助燃料。由于污泥含水量大，焚燒后的尾氣量也比較大，尾氣處理需要龐大的設備。（2）干化后焚燒

污泥因含水率高，不能簡單作為燃料應用。污泥要作為燃料，必須開發出獨特的干化技術和燃燒技術，使低熱值的污泥轉變成高熱值的可用燃料，然后通過焚燒爐對污泥燃料進燃燒。污泥的干化最早是二十世紀四十年代開發的。經過幾十年的發展，污泥干化的優點正逐漸顯現出來。干化后的污泥與濕污泥相比，可以大幅度減小體積，從而減少了儲存空間。以含水率85%的濕污泥為例，干化至含水率40%時，體積可減少至原來的1/4，污泥的形狀成為顆粒，有利于焚燒處理。在焚燒工藝前采用污泥干化工藝的目的是實現污泥的減量化、提高污泥熱值、節省后續焚燒處理的費用，以及達到更優的焚燒效果。干化后的污泥經高溫焚燒后產生的灰體積將縮小90%以上，有毒有機物熱分解徹底，焚燒產生能源可回收利用，灰、渣可作為建材材料使用。

早在20世紀40年代，日本和歐美就已經用直接加熱鼓式干化器來干化污泥。由于污泥熱干化技術要求和處理成本較高，所以這項技術直到20世紀80年代末期在瑞典等國家的成功應用之后，才在發達國家推廣起來。在發達國家，污泥干化和燃料化被認為是有望取代現有的污泥處理技術最有發展前途的方法之一。

10.1 污泥的來源、性質、數量

10.1.1 污泥的種類、性質及主要指標 一．污泥的種類

（1）初沉污泥；（2）剩余污泥；（3）消化污泥；（4）化學污泥。二．污泥的性質和指標

污泥處理原則是“減量化、無害化、穩定化和資源化”。減量化指去除污泥中的水分。資源化指在符合成本原則下將有用成分回收利用。無害化、穩定化指將可分解的成分分解成穩定的化學形態物質或將有毒成分轉化成低毒化學物質。這些都需要了解污泥的性質和指

標。

污泥的性能指標

（1）含水率與含固率；

含水量的下降會使污泥體積明顯，比如含水率從p1降低為p2，污泥體積由 VSS（1）減小為VSS（2）：

VSS（1）ρ(1-:p1)=VSS（2）ρ(1-:p2)=△XSS 比如含水率由98%降為96%，污泥體積下降為原來的1/2：

VSS（1）ρ(1-:98%)=VSS（2）ρ(1-:96%)

VSS（2）/VSS（1）=1/2

（2）揮發性固體和可消化性成分；

（3）污泥中的有毒有害的物質；

（4）污泥的燃燒熱值；

（5）污泥的脫水性能。

污泥的脫水性能常用的指數是比抗阻值簡稱比阻（r)或毛細吸水時間

(CST)三．污泥量

（1）初沉污泥量與進水中SS含量、分離方法和工藝有關；

（2）化學處理法產生的污泥。混凝污泥與進水中細小SS或膠體含量、分離方法和工藝有關；

（3）活性污泥

（4）剩余活性污泥量

?X＝yQ(S0?Se)?KdXV?yobsQ(S0?Se)（5）剩余污泥體積

上式計算的是VSS，轉化為SS：

△XSS = △XVSS/ f

VSSρ(1-p)= △XSS

三 污泥中的水分及其對污泥處理的影響（1）污泥中的水存在形式分類 游離水，70％ 毛細水，20％ 內部水，10％

減容方法（濃縮）去除的水是哪些部分的水？ 污泥的體積與含水率

（2）污泥中的含水率對污泥處理的影響 濃縮 運輸 壓縮 填埋 焚燒

10.2 污泥處理處置的方法

可供選擇的方案大致有：

（1）生污泥→濃縮→消化→自然干化→最終處置；（2）生污泥→濃縮→自然干化堆肥農肥；

（3）生污泥→濃縮→消化→機械脫水→最終處置；

（4）生污泥→濃縮→機械脫水→干燥焚燒→最終處置；

（5）生污泥→濃縮→消化→機械脫水→干燥焚燒→最終處置。（5）是最完全處理方案。

10.2.1 污泥濃縮

一 概述

污泥中所含水分大致分為4類：（如圖示）（1）顆粒間的空隙水、約占總水分的70%。（2）毛細水，即顆粒間毛細管內水，占20%（3）吸附水, 兩者約占10%（4）內部水 污泥的含水率很高：初沉污泥介于95—97%，剩余污泥達99%以上，故污泥體積大，需對污泥進行脫水處理。二 方法:

（1）濃縮法：去除的水主要是空隙水。因空隙水占多，故濃縮是污泥減量的主要方法;（2）自然干化法與機械脫水法，去除的水主要是毛細水。

(3)干燥與焚燒法，對象，脫除吸附水與內部水。(一)污泥濃縮

污泥濃縮的對象是剩余污泥、含水率由99%以上降至95%左右。

意義：可減少后續處理和機械脫水調節污泥的混凝劑用量、設備容量大大減少。方法有，重力濃縮法、污泥氣浮濃縮法、離心濃縮法等。1 重力濃縮

（1）濃縮過程和濃縮曲線

濃縮過程有成層沉降向壓縮沉降的過渡，分界點或說臨界點在哪里？這個點簡稱K點。（2）重力濃縮池水平截面積的計算方法 1）沉降曲線簡化計算法

① 通過沉降試驗繪制沉降曲線，求K位置；

② 從污泥濃縮的濃度確定Hu，HuCuA?H0C0A

H0C0 Hu?Cu

Hu肯定在K點的水平線以下。

圖 10.2-1 污泥沉降曲線

③ 污泥界面高度H隨時間t的函數微分隨時間延長是逐漸降低的，在K點的切線就是污泥界面高度H隨時間t的函數在K點的微分，即K點的沉降速度，按這個沉降速度需要多長時間能夠達到與Hu水平線相交點tu;④ 從

Q0tu At?H0計算濃縮池的面積At。2)固體通量法

① 固體通量的定義：單位時間通過濃縮池某一斷面單位面積的固體質量，單位：kg/m2.h。在連續流濃縮池內固體通量由兩部分組成：（1）污泥靜沉引起的固體通量Gs；（2）底部排泥引起的污泥向下的流動：

G?G?G

tsb

G?vc

sii

圖 10.2-2 污泥濃縮過程中的固體通量曲線

分析vi和ci對Gs的貢獻,開始成層沉降，界面勻速下降，濃度不變，接著進入過渡層，界面下降速度降低，濃度逐漸增加，到壓縮層，界面下降速度和濃度增加都減小。如果底部排泥的排泥流量為Qu，則由底部排泥引起的污泥向下的流量是：

QCGb?0uiA0t?uCit當固體通量為Gt，進泥流量為Q0，進泥濃度為C0，則有下式：

QC?GA

Q0C0 At?Gt由上式可計算濃縮池的水平面積At。

3）沉降曲線簡化計算法和固體通量法的聯系

這兩種方法設計的結果是不是一致的呢？沉降曲線簡化計算法是基于污泥的沉降規律，找出K點，根據K點的沉降速度求出達到濃縮濃度的濃縮時間，從而計算設計的At。而固

體通量法根據污泥濃縮的固體通量和底流排泥引起的固體通量，求出最小固體通量來求出At。顯然最小固體通量污泥濃縮的固體通量和底流排泥引起的固體通量有關，當底流排泥速度大于或小于K點的沉降速度（濃縮速度），相應濃縮的污泥濃度就小于或大于沉降曲線簡化計算法設計的污泥濃縮濃度。當底流排泥速度等于K點的沉降速度（濃縮速度），這兩個設計結果一樣。從式（10.2-3）和（10.2-8）可以得出：

Q0tuQ0C0=(10.2-9)H0Gt由這兩種計算方法結果的推論：

tu=

AtH0V=(10.2-10)Q0Q0

QC或 Gt=00(10.2-11)At因此底流排泥速度一定要合理，否則沉降曲線簡化計算法和固體通量法設計的污泥濃縮效果不一樣。

4）重力濃縮池。分類：連續式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池

① 連續式重力濃縮池, 多采用輻流式和豎流式重力濃縮池。

② 間歇式重力濃縮池 特點：

a.多采用豎流式

b.在濃縮池深度方向的不同高度設上清液排放管。c、濃縮時間一般采用8—12h。2 污泥氣浮濃縮

適用于污泥顆粒比重接近于1的、沉降濃縮效果不好的活性污泥。

原理與氣浮法去除水中的SS基本相同：在加壓情況下，將空氣溶解在澄清水中，在濃縮池中降至常壓后，所溶解空氣即可變成微小氣泡，從液體中釋放出來，大量微小氣泡附著在污泥顆粒周圍，使污泥顆粒比重減小而被強制上浮，達到濃縮目的。常用的氣浮濃縮污泥的流程是部分回流水加壓溶氣氣浮。.計算題：某污水處理廠的剩余污泥量為240m3/d，含水率99.3%，泥溫20℃。,現用部分回流水加壓溶氣氣浮濃縮污泥，得到含固率4%，壓力溶氣罐表壓3×105pa,計算氣浮濃縮池的面積A和回流比R。解題的思維要點： 氣固比的概念和公式；

氣浮濃縮流程圖.swf2 把污泥的百分濃度轉化為重量/體積濃度； 3 回流概念； 水力負荷的校核。解：（1）計算面積A 污泥負荷75 kg/m3.d，Ls?Q?s?1?p?Q?s?Q?sp?AA 33240(m/d)?1000(kg/m)??1?99.3%?A?75kg/m2.d ?22.4m2(2)計算回流比R QgQs?Csfp0QR?Cs?1?QRCs(fp0?1)R?QC0C0氣固比0.02，f=0.9,20℃空氣溶解度21.8mg/L。從含水率99.3%得到固體濃度7000g/m3。

0.02?21.8?R(0.9?3?1)7000R?380%

水力負荷校核。

10.2.2 污泥的穩定

概述：污泥穩定的目的：消除污泥中臭氣、消化有機物和殺滅污泥中的病原微生物。一 污泥穩定的方法：

（1）厭氧消化、（2）好氧消化（3）藥劑氧化、（4）藥劑穩定

本節重點介紹厭氧消化法：

一、厭氧消化

所謂厭氧消化：是指污泥在無氧的條件下，由兼性菌和專性厭氧菌將污泥中可生物降解的有機物分解成CO2和CH4，使污泥得到穩定.故厭氧消化又稱污泥生物穩定。采用的構筑物稱消化池。

（一）厭氧消化機理

見前。

① 第三階段主要通過兩組生理上不同的甲烷作用。

一組：H2?CO2?CH4?H2O

另一組：對乙酸脫酸產生甲烷：CH3OOH?CH4?CO2

② 污泥中的水溶性BOD已經不高，主要是固體形態的有機物。污泥固體細胞分解和胞內生物大分子水解為小分子, 是厭氧消化的限速步驟, 這一點與廢水厭氧處理的限速步驟不同。提高厭氧消化效率的主要途徑之一是促進污泥細胞的破裂, 增強其生物可降解性。盡

管如此消化條件還是要以產甲烷菌的生存繁殖條件為準。

（二）、厭氧消化的影響因素

1、溫度影響根據甲烷菌對溫度影響適應性，中溫甲烷菌，中溫消化，適應溫度區：30—36℃。高溫甲烷菌，高溫消化，適應溫度區：50—53℃。

一般多采用中溫消化，由于生污泥溫度較低，故消化時需加熱。加熱方法：蒸氣加熱，盤管加熱。

2、污泥投配率：定義：每日投加新鮮的污泥體積占消化池有效容積的百分數。由此可知：n是消化時間的倒數，如n=5% 消化時間T=1/n=1/5%=20d, n是消化池的重要參數。中溫消化適宜n=5%--8%，相應T為20d—12.5d。

3、攪拌和混合 目的：

（1）生、熟污泥充分混合。（2）避免污泥結塊，加速消化氣釋放。

方法有：

（1）泵加水攪拌法;（2）消化氣循環攪拌法;（3）混合攪拌法。

4、營養與C/N比營養由污泥提供，污泥中C/N應為（10—20）：1為宜。

5、有毒物質

有抑制作用主要有重金屬離子、S2-等。

（1）重金屬離子抑制作用。來源于工業廢水：

1）與酶結合產生變性物質，酶變性，如：R-SH + Me+=R-S-Me + H+

2)使酶沉淀。

（2）S2-的抑制作用：它與重金屬形成沉淀，減弱重金屬離子的危害。若S2-溶液過高，產

生H2S有抑制作用。

6、酸堿度、pH值和消化液的緩沖作用。由厭氧消化過程可知：第一階段、二階段產物為酸，pH值下降。第三階段有機酸分解，pH值上升。若第一、二階段反應速度超過第三階段，有機酸積累，pH值下降，影響甲烷菌生活環境。消化液的緩沖作用：原因：有機物分解產生CO2和NH3（以NH4HCO3形式）。

（三）消化池的構造

池形有兩種：園柱形與蛋形

構造組成：集氣罩、池蓋、池體、下錐體。尺寸要求：池徑一般為6—35m，池總的高度為池徑的0.8-1.0；集氣罩高1-3m, 直徑2-5m池底、池蓋傾角為15—200。

附屬設備：

1、污泥投配、排泥及溢流系統投配管設在泥位上層。排泥管設在池底部。

2、沼氣排出，收集與儲氣設備。

3、攪拌設備

2-5h將全池污泥攪拌一次。

沼氣攪拌：由貯氣柜通過壓縮機加壓通過配氣環管通到每根立管，立管末端在同一

標高上，距池底1-2m。

4、加溫設備：池內蒸汽直接加熱。池外盤管間接加熱。總耗熱量：

Qmax=Q1max+Q2max+Q3max(kJ/h)

Q1max---提高生污泥溫度所需要最大耗熱量。Q2max------池體耗熱量（kJ/h）Q3max-----熱

交換的耗熱量（kJ/h）。為了保持消化溫度，需注意熱量衡算。(四)工藝：

1）低負荷率消化池不加熱、不攪拌； 2）高速消化池； 3）厭氧接觸消化池。(五)消化池的計算

1)容積計算: 從平均停留時間、污泥負荷或污泥投配率計算。2)產氣量計算和熱量平衡計算。1 二 污泥好氧消化

污泥中的BOD主要是細胞形式，假設污泥好氧消化速度是d(ss)/dt, 消化池的有效容積是V，則有下式：

Qss0?Qsse?Vd(ss)(10.2-1)dt

Vd(ss)V?ss0?sse??(10.2-2)dt?c

ss0?sseQss0?Qsse?V?c(10.2-3)

?c?V(10.2-4)Q

在好氧硝化池污泥的停留時間就是污泥齡。

10.3 污泥的脫水和調理

概述

穩定后的污泥中的固體主要是腐殖質。網狀network, 親水強，難脫水。

10.3.1 脫水性能的評價指標

（1）比阻抗值r

Darcy方程

dVpA2?(10.3-1)dt?(rcV?RA)

t?rc?R?V?(10.3-2)

V2ppA

當忽略過濾介質的阻力，則：

t?rc?V(10.3-3)

V2p

比阻抗值r與壓力的關系：

r?r'ps(10.3-4)對上式取對數，得：

log(r)?slog(p)?log(r)(10.3-5)

測定不同壓力下的比阻，通過上式就可求出s。（2）毛細吸水時間（CST)

測定污泥比阻相當麻煩、費時，因此人們開始注意到另一個污泥脫水指標即毛細吸水時間，雖然該指標測定簡便，目前還沒有解決技術和質量標準上的問題。

'污泥比阻擴展閱讀

污泥比阻是目前被人廣泛采用的衡量污泥脫水性能的指標，它是一個經驗性指標，其常用單位是m/kg和s2/g，一個物理量的單位是理解其含義的角度之一，但是從污泥比阻的常用單位看不出其含義所在。實際上通常所用的污泥比阻r并不是原始污泥比阻的定義，后者也是一個經驗性物理量。

1污泥比阻的原始含義和含義演變

從毛細管流概念可推導出脫水速率達式[1]：

1dV（單位時間單位脫水面積上脫水體積）的表Adt1dVP?nd4P?nd式（1）???Adt128?????128?10

式中A污泥脫水的過水面積；V脫水體積；P脫水壓力；α—毛細管彎曲程度的校正系數；n—單位脫水面積上的毛細管數；d—毛細管徑；δ污泥濾餅厚度；μ介質粘度系數。α、n、?nd4d這三個參數是污泥內在性質，無法直接測定，把它們整合成一個參數，令：??，128?改寫式（1），1dVP

式（2）??Adt??β是與污泥內在性質相關的一部分脫水速率常數，單位是個·(長度單位)2，實際表達時把單位“個”省略了。用1/β來表示脫水阻力，β數值越大表示污泥內在性質引起的脫水阻力越小，1/β就是污泥比阻的原始定義：

R?1??128?

式（3）4?ndR的單位是1/(長度單位)2，從式（2）看R的物理含義可解釋為污泥內在性質對脫水速率的阻力。這幾個污泥內在性質受許多其它因素的影響，因此它與許多因素有關，如污泥成分、顆粒分布、污泥的可壓縮性、壓力、pH、調理處理、表面性質、溫度、脫水時間等。特別需要指出的是與脫水的進程的關系，測定的污泥比阻是合理脫水時間范圍的平均值。

從式（3）可改寫

式（2）得下式：

dVPA?

式（4）dt?R?R、δ和μ分別是污泥內在性質、污泥尺度參數和介質對脫水阻力的貢獻。引入過濾介質對污泥脫水的阻力Rf，其單位應該與污泥參數組合Rδ的單位1/m一樣，則式（4）改寫為[]：

dVPA

式（5）?dt?(R??Rf)假設過濾單位體積濾液在過濾介質上留下的濾餅體積是v，因此δA=vV，從而將上式改寫為[]：

dVPA式（5）?dt?(RvV?RfA)v不能準確測定，那么當把過濾單位體積濾液在過濾介質上留下的濾餅重量ω替代v時，R被改寫為r，把RvV轉換為ωrV，這就是人們廣泛采用的污泥比阻，以下是轉換后的關系：

dVPA2?

式（6）dt?(r?V?RfA)RvV的量綱為m。RvV轉換為ωrV后，為了維持其原來的量綱不變，r的單位應該為m/kg，1kg重力等于9.8N, 將這個單位變換為m/(103 g×9.81m×s-2)，就轉換為單位s2/g。直接從這兩個單位看不出它含有污泥比阻的含義，它們是經過多步演變后的衍生單位。對式（6）積分就得到被人們廣泛采用的線性關系：

Rf?t?r??V?2V2PAP11

式（7）那么同樣可對式（5）積分，得到以下關系式：

Rf?t?Rv

式（8）?V?V2PA2P式（5）和 式（6）的積分的假設條件是v、R、ω、r與脫水時間或脫水的體積無關，這個假設對可壓縮污泥是不能完全成立的。在顆粒間的水基本脫盡的情況下，自然進入到毛細管水脫水階段，而對可壓縮污泥在不同壓力下，污泥樣品的內在性質參數n和d自然發生不同的變化，到托毛細管水階段，污泥樣品的毛細管參數n和d并不是瞬間達到穩定狀態，因此這個階段不屬于線性范圍。在脫顆粒間水階段，毛細管參數發生了多大程度的變化，它們的變化又在多大程度上影響脫水，在誤差許可的情況下把它看做是在脫水期間的平均值。式（7）和式（8）的斜率應該相等，即：

Rv＝ωr 因此R與r存在以下關系：

R??vr

式（9）

但是在技術上直接用比阻r表示污泥脫水的性能，而不用R。

比阻不能準確地反映污泥的離心脫水性能，因為離心脫水過程與比阻測定過程相差甚遠。比阻測定過程與真空過濾脫水過程基本相近，也能比較準確地反映出污泥的壓濾脫水性能；

三

污泥調理（1）加藥調理法

有機調理劑。

無機調理劑。

實驗方法（不同于廢水絮凝法）

影響因素：調理劑、污泥性質、pH、溫度、攪拌條件、介質粘度系數。

加藥調理改善脫水性能的解釋：

從界面、毛細管的變化。水的物理形態發生變化，更多的毛細水成為間隙水。對過濾介質孔隙堵塞也有所減小。（2）物理調理法

加熱、冷凍和加惰性助劑、淘洗法

10.3.2 污泥的脫水設備

主要毛細水和部分間隙水。含水率從96％降為60－80％。1 帶式壓濾機 設備：帶式壓濾機

原理：在過濾介質一面加壓為推動力而脫水，適用于各種污泥。

滾壓帶式脫水機.avi

帶式壓濾機運行鏈接http://v.ku6.com/show/XUpQTiDr55-rW1YrvzpByQ...html 2 板框壓濾機

原理：在過濾介質一面加壓作為推動力而脫水，適用于各種污泥。

板框式壓濾機構造運行步驟和發展.flv板框式壓濾機.swf 離心脫水

設備：轉筒式離心機

大坦沙曝氣池和厭土地凈化污水處理氧池加蓋.avi廠臭氣.avi

10.4 污泥的處置

污泥的處置有填埋、焚燒、農用等。

第三篇：污泥的處理處置

污泥的處理技術

污泥處理是指通過一定的技術措施，使污泥減量化、穩定化、無害化的過程。一般，污泥的處理技術分為污泥處理和污泥處置兩個環節。污泥處理直接影響到后續的污泥處置效果，它包括濃縮(含水率95%-97%)、脫水(含水率80%)、干化(含水率40%)等環節。其中，在脫水環節，還可以通過厭氧或好氧消化進一步提高脫水效率。

污泥處置是污泥處理的后續環節，根據污水的來源和泥質不同而異，主要包括衛生填埋、建材利用、土地利用和焚燒四種手段。污泥處理的基本流程

污泥濃縮

因原污泥的含水率通常在99%以上，所以污泥必須濃縮，以減少污泥的體積。污泥濃縮后的含水率可降為95%-97%，體積將減少到原來的1/5左右。

污泥濃縮的方法主要包括重力濃縮、機械濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮等。重力濃縮是指利用重力作用，使其自然沉降分離，不需外加能量，但是占地大；機械濃縮最初出現在20世紀30年代，此法占地面積小，造價低，但運行與維修費用較高［4］；氣浮濃縮，與重力濃縮相反，是依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒的周圍，使污泥比重減小而強制上浮，這種方法固液分離效果比較好。

污泥穩定化 污泥中含有大量有害成分，在處置之前需要將其轉化為惰性成分，即污泥的穩定化。穩定化目的是降解污泥中的有機物質，滅菌除臭，直接關系到之后的污泥能否資源化有效利用。

污泥穩定化最常用的方法是消化。污泥消化不僅能使所含固體轉化為惰性物質，還能減少一定的污泥體積。厭氧消化，在污泥處理工藝中應用比較普遍。它是指在無氧條件下，依靠各種兼性菌和厭氧菌的共同作用，將污泥中的有機物分解成CO2、CH4和H2O等，使污泥得到穩定的過程。與好氧消化相比,厭氧消化具有成本低、不良氣體排放少、污泥中的能源能被高效回收利用等優勢；但是，它的運行管理要求比較高。

污泥脫水

污泥經濃縮、消化后，尚有95%左右的含水率，容易腐敗發臭，需要進一步作脫水處理。污泥經過脫水，含水率可從95%下降到80%，體積將減少到原來的1/4。常用的脫水方法有自然干燥和機械脫水兩種，脫水效果的好壞直接影響最終的處置費用和效果。

污泥干燥

為進一步降低脫水后污泥的含水率，可繼續采用干燥工藝。干燥工藝除了最簡單的日曬外，還有比較常用的是熱干燥技術［5］。污泥熱干燥可以完全殺滅病原微生物，使污泥穩定化。

2污泥處置

最后，污泥需要處置，處置方法很多，主要包括衛生填埋、建材利用、土地利用和焚燒四種方式。

衛生填埋

污泥衛生填埋，簡單易操作，成本低，見效快；但同時存在一些相當大的環境隱患，尤其是指填埋滲濾液［5］和氣體的形成。污泥中的病原菌、重金屬等有害物質無法在填埋過程中去除，最后會集中到滲濾液中。滲濾液是一種被嚴重污染的液體，如果填埋場選址或者運行不當，很可能導致污泥中重金屬和病原菌的下滲，污染土壤和地下水。填埋場產生的氣體主要是污泥在厭氧消化過程中產生的甲烷、硫化氫等污泥氣，操作不當可能發生爆炸和燃燒，而且會帶來大氣污染。所以，污泥填埋，除有機物得到部分去除外，其余污染物實際上并沒有得到有效去除，只是延緩了二次污染［5］時間而已。

建材利用

污泥的建材利用是指將污泥作為制磚、水泥、陶粒等建筑材料的部分原料的一種處置方式。這種方式不但能回收利用污泥中的資源，而且因為燒制過程中的高溫作用，避免了其中病原菌和重金屬對環境的污染，實現了真正意義上的無害化和資源化。

但是，實際上因為剩余污泥脫水后含水率還是比較高，而各地剩余污泥的化學成分又有所差別［5］，所以目前的應用效果不是很好，污泥制磚還需進一步的探索和實踐。

土地利用

污泥的土地利用，主要用于農田回用、園林綠化、土地修復等，具有投資少，能耗低，資源化等優點。

污泥中含有豐富的有機物和氮、磷等營養元素，將其回用于土地，作為肥料施用于農田，不但能夠改良土壤結構，增加土壤肥力，而且也使污泥得到了處置。

然而，看似兩全其美，實際上因為污泥中含有大量病原菌，并且由于我國的污水處理是將工業廢水與生活污水合并處埋［5］，重金屬風險高，一般很少甚至明令禁止農田回用，而主要用于修復鹽堿地、城市綠化、垃圾場覆蓋等。不然，極易造成疾病的傳播，而且重金屬將進入食物鏈，危害人體健康。

污泥焚燒

焚燒法是一種高溫熱處理技術［5］，它能使有機物全部碳化，殺死病原菌，可以最大限度地減少污泥體積，具有減量化、無害化、資源化的顯著優點。

濕污泥干化處理后再進行焚燒，即干燥焚燒，目前應用得較為普遍。在焚燒過程中，病菌均被滅殺，重金屬穩定性提高，有毒有機物被氧化分解，所以不存在重金屬離子和病原菌傳播疾病的問題；并且它占地省，這對于日益緊張的土地資源［5］來說非常重要。此外，污泥焚燒后只剩下極少量的無機物成為飛灰，而這些飛灰又可以作為建筑材料被充分利用。這樣看來，污泥焚燒優勢很明顯。然而，它的投資和運行成本巨大，而且操作管理復雜，還因焚燒過程中產生的二噁英問題不能被廣大群眾所接受，選址和推廣難度大。

第四篇：污泥處理處置重要性和污泥處置技術與發展趨勢

污泥處理處置重要性和污泥處置技術與發展趨勢-中水回

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【摘 要】隨著我國污水處理廠數量和規模的日益增大，使得污泥處理處置的形勢十分嚴峻，當前用于污泥處理處置的技術較多，如何根據污水處理廠自身的情況科學、合理的選擇，并致力于開發出處置高效、成本較低的污泥處置技術，是我國污水處理行業需要研究的重點問題，本文介紹了污泥處理處置的重要性，并討論污泥處置技術的發展現狀與未來的發展趨勢。

【關鍵詞】污泥處理；污泥處置；無害化；發展趨勢 前言

隨著我國污水處理廠數量和規模的日益增大，使得污泥處理處置的形勢十分嚴峻，當前用于污泥處理處置的技術較多，如何根據污水處理廠自身的情況科學、合理的選擇，并致力于開發出處置高效、成本較低的污泥處置技術，是我國污水處理行業需要研究的重點問題。污泥處理處置的重要性

隨著工業的飛速發展以及城市人口的不斷增加，使得城市污水的排放量空前增加，在這樣的背景下污水處理廠的發展正方興未艾，目前在我國城市污水處理廠的數量已經突破2000座，年污水處理量比十五期間增加了一倍以上，在污水處理工藝運行過程中，工藝產生的污泥一部分回流作為生物反應的反應物，而剩余的污泥要排出到系統之外，這些剩余污泥的量是驚人的，其含水率較高、體積龐大、易腐爛、氣味惡臭且含有大量的重金屬、病菌等有毒有害物質，因此如果不經過科學的處理處置就直接排放到外界環境中就會對地面水體、土壤、地下水和空氣造成極大的污染，對人體健康造成不利影響，因此必須要對污泥進行無害化、減量化、穩定化的處理，并妥善處置，以免給環境造成二次污染。污泥處置技術的發展現狀

污泥處置是作為污泥處理的后續工序，以達到對處理后的污泥妥善的消化最終處于穩定的過程，在污泥處置過程中，要把握安全處置、因地制宜、節能降耗、循環利用的原則，目前污泥處置的技術有焚燒、衛生填埋、海洋傾倒、土地利用、制造建筑材料等等。

3.1 污泥焚燒

在污泥經過充分的脫水處理后，可將其置于焚燒爐中充分焚燒，使污泥中大量的有機物、細菌等轉化為無機物，當前污泥焚燒處置的方式有單獨焚燒處置和與工業窯爐協同焚燒處置兩種，污泥經過焚燒之后基本上達到了無害化和減量化的目的，并且焚燒過程中發出的熱量可用于供熱的發電，有利于促進污泥的循環利用，即資源化處置，但污泥在焚燒過程中可能會產生大量的二氧化硫、二惡英等有害氣體，對大氣產生污染，因此如何避免或減少在污泥焚燒過程中產生有害氣體避免二次污染成為人們需要重點考慮的問題，并且焚燒處置的運行成本較高，需要科學的操作和管理，因此只能適用于大型污水處理廠中大量污泥的量化處理，而在中小型污水處理廠中不適宜應用。

3.2 土地利用

由于污泥中含有大量的有機質和微量元素，可以給植物的生長提供必需的養分因此可將經過處理后的污泥用作農用田、城市綠地的肥料，可達到污泥資源化處置的目的，無論是用作農田還是城市綠地，污泥都必須要經過無害化和穩定化的處理，污泥的泥質必須要滿足相關的規定和標準要求，從而避免有毒有害物質對土壤產生污染，在將污泥土地利用之時，要首先對施用環境進行評價，充分考慮應用場合的土質以及植物的習性，從而科學制定污泥施用的方案，包括用量、施用時間段等等。

3.3 污泥衛生填埋

將經過處理的污泥進行填埋是一種操作簡便、成本低的處置方式，傳統的污泥填埋就是在垃圾填埋場與城市垃圾和工業垃圾一起進行填埋處理，但是要防范污泥產生濾液滲入土層，從而對地下水體造成污染，并且如果填埋不當可能會使污泥產生甲烷等可燃氣體，遇明火可能發生爆炸，因此在對污泥進行衛生填埋時，要首先對污泥進行穩定化處理，使其滲濾液能夠達標，并在填埋場設置沼氣利用裝置，一方面使填埋達到安全的要求，另一方面有利于廢物的資源化利用。

3.4 污泥制作建筑材料

將污泥進行無機化處理后，經過加工可用作水泥的添加料、輕質骨料、路基材料以及制成磚等，但要建立在污泥無害化處理的前提之上，避免在生產和使用過程中造成二次污染問題，當前，我國已經頒布了將污泥制磚的相關標準，使污泥制磚行業得到了不斷的規范和發展，將污泥制作成建筑材料是近年發展起來的較為新穎的處置方式，目前還只是處于試驗、試生產的階段，距離大規模的應用還有一段距離。污泥處置技術的發展趨勢

4.1 源頭污泥減量化技術

如果污泥的產生量大幅度減少，就會從源頭上解決污泥處理處置的負荷，使污泥處理、處置的量大大減少，降低污泥處置所需的人工、設備、投資，因此在源頭上使污泥減量化應當是一項非常有前途的技術，并且必將成為未來污泥處理處置的發展方向。在源頭上促使污泥減量化可采用超聲波破碎、微生物吞噬等等技術，當前這些技術的運行狀態還無法達到低成本運行或穩定運行的目的，還大多處于理論和實驗室的研究階段，因此也給研究人員提出了一定的挑戰。

4.2 污泥處置過程的節能降耗

當前很多污水處理廠還處于重水輕泥的狀態中，因此在污泥處置中無論是技術還是相應的設備都還遠遠達不到成熟的地步，而能耗高也是很多污泥處置技術的發展和應用瓶頸，而隨著人們對污泥處理處置重視程度的不斷提高，使得污泥處置過程的節能降耗成為未來的發展趨勢。

4.3 防止二次污染

在對污泥進行處置的過程中，很多處置方式都有對水體、大氣、土壤等造成污染的隱患，導致產生二次污染的原因歸根結底還是由于對污泥二次污染重視程度的不夠，相信隨著社會的進步以及人們認識程度的提高，五河方式污泥處置后造成的二次污染問題應當會得到足夠的重視。

4.4 提高循環利用率

當前，在污泥的處置技術中有一些技術已經體現出了污泥資源化處理的要求，如土地資源化處置技術、建材利用技術、焚燒放熱等，但無論是哪種技術，尚且存在循環利用率不高的缺點，在自然資源日益缺乏的今天，發展循環經濟成為這個時代的主旋律，因此如何提高污泥的循環利用率，使其最大程度地在不同領域應用從而創造更大的經濟價值是未來污泥處理處置的發展方向之一。結束語

對于污水處理廠來說污泥的合理處理和處置具有重要的意義，當前的污泥處置技術有很多，各污水處理廠應充分結合自身的規模、污泥成分等實際情況選擇合理的污泥處置方式，并且要不斷從源頭上對污泥進行減量化處理、降低處置過程的能耗、防止二次污染、提高污泥循環利用率等，以使污泥的處置更加科學、合理。

參考文獻：

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第五篇：污泥處理處置技術新嘗試-李炳堂

污泥處理處置技術新嘗試 ——美國污泥深井灌注技術

污泥深井灌注技術是廢棄物深井灌注技術在污泥處理處置上的進一步應用，其利用石油化工行業成熟的深井技術，將污泥注入地下深層密閉地質結構，可以通過地下存置過程中的熱化學反應及生化反應將污泥轉化為甲烷和二氧化碳等產物。經過適當工藝設計，二氧化碳在地下高溫高壓自然環境下溶解、捕集并固定于地層中，而由于氣體溶解度的差異，甲烷氣體可以與二氧化碳分離并實現有效收集，最終同時實現污泥的降解、二氧化碳固定和可再生能源回收利用的三重目標。此外，項目收集產生的甲烷可以進一步用于綠色電能生產。

目前，美國洛杉磯的特米諾島可再生能源項目(Terminal Island Renewable Energy project,(T.I.R.E.))是全美首例深井灌注技術在污泥處理處置上的實際應用，由一口灌注井和兩口監測井構成。預期日處理污泥120~400噸，目標灌注深度1100~1600米，灌注地層孔隙度22%。項目選擇的灌注區域由多層不可滲透的密封地層和主要斷裂線構成，以確保灌注區域的隔離、安全和密閉。同時，通過監測井詳細記錄地震波、伽馬射線、溫度、壓力及地震圖等參數，以實時控制灌注過程中的環境風險，并嘗試對甲烷產生和二氧化碳固定過程進行科學測定和分析。

項目于2008年正式啟動運行。根據2010年的項目運行數據，項目日灌注污泥約200噸，產生沼氣約8000方，甲烷含量在45%~60%之間。經過三年運行期后，項目于2011年再次向EPA申請為期5年的運行許可，同時申請增加監測井數量，并將灌注污泥量由200噸/天提升至400噸/天。目前初步的經濟核算結果表明，項目建設費用明顯低于干化焚燒或者汽化設備，運行費用也處于較低水平，每噸濕污泥處理費用約50美元，為污泥長期處理處置提供了經濟可行的潛在方案。

必須明確的是，廢棄物的“深井灌注”與非法“地下排污”有本質區別。“深井灌注”技術最基本的前提是要利用地質構造，保證排放物與地下水完全隔絕。目前人們開采地下水的深度一般不超過300～500米，“深井灌注”的井深通常約800米到超過3200米不等。美國是最早利用深井進行廢液灌注的國家，20世紀30年代起，美國的石油公司開始利用深井灌注技術處理石油和天然氣產品的廢液。目前，每年有超過7500億加侖的廢液注入地下，其灌注井數量也已超過65萬口。全美約89%難以處理的危險工業廢液均通過深井灌注方式來進行處置，以實現對環境影響的最小化。